[发明专利]一种使用窄带传感器重建宽带光声图像的方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机图像处理领域，特别是一种使用窄带传感器重建宽带光声图像的方法。

背景技术

光声成像是一种无损成像技术，结合了光学成像与声学成像的优点，穿透更深，因此在医疗上应用广泛，例如检测骨质疏松。一般步骤是：脉冲光照射在目标上，目标吸收光产生PA信号，使用传感器接收PA(Photoacoustic光声的)光声信号，测量PA信号重建光声图像。PA信号频率分布在1-50MHz,不同频带的PA信号反应被照射目标的不同特性，实际使用的传感器多为窄带传感器，因此想要吸收全部的PA信号要使用多种不同波段的窄带传感器，不方便也不现实。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种使用窄带传感器重建宽带光声图像的方法，根据窄带传感器的幅频特性对传感器所吸收到的窄带PA(Photoacoustic)信号复原成宽带信号，获得更多的目标信息量，以宽带PA信号重建出的光声图像，分辨率高，质量好。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种使用窄带传感器重建宽带光声图像的方法，包括以下步骤：

步骤一，脉冲光反复照射在目标上，目标吸收光产生PA(Photoacoustic)信号；

步骤二，使用窄带传感器接收多组窄带的PA信号；

步骤三，对接收到的多组窄带PA信号预处理，得到高质量窄带PA信号；

步骤四，根据窄带传感器的幅频特性，对预处理后的窄带PA信号进行丢失部分频谱的复原处理，从而得到宽带的PA信号，获得更多的目标信息；

步骤五，用延时求和法对步骤四得到的宽带PA信号重建光声图像。

本发明中仅使用单种窄带传感器进行数据采集，由于单种窄带传感器的幅频特性相同，采集到的PA信号为窄带信号，所包含的目标信息量有限，无法重建出理想的光声图像。

本发明中，优选地，步骤一中，目标受激光反复照射产生光声效应，满足方程：

▿2p(r,t)-1c2∂2p(r,t)∂t2=-βCp∂∂tH(r,t)---(1)]]>

其中r为目标的坐标向量，t为时间，p(r,t)为声压，H(r,t)为入射激光在成像区域激发的热源函数，H(r,t)＝A(r)I(t)，A(r)是组织的光吸收分布，I(t)为照射光强，β为热膨胀系数，C_p为比热容，c是经验声速，激光打到目标和传感器开始接收信号几乎为同时进行。

本发明中，优选地，步骤二中所采用的传感器为线型排列的同一幅频特性的一系列窄带传感器，窄带传感器前端有声波透镜；

传感器吸收到的窄带PA信号与原PA信号的关系为：

g(x,y)＝f(x,y)*h(x,y)+η(x,y)   (2)

g(x,y)传感器接收到的窄带PA信号，f(x,y)原始PA信号，h(x,y)为窄带传感器的退化函数，η(x,y)噪声信号。